(57)【要約】【課題】  構造を簡略化でき、かつ小型化、軽量化を図ることができるワーク保持装置を提供する。【解決手段】  ワーク４０をワーク保持装置１で保持するときには、まず、アーム２を動かしてワーク保持体１０を下方へと降下させ、ワーク支持棒２０の先端をワーク４０の挿入孔４０Ｂ内に挿入する。次に、エアシリンダ３０を伸長させることにより、ワーク支持棒２０を傾動させ、この状態でワーク保持体１０を引き上げる。ここで、ワーク支持棒２０は挿入孔４０Ｂの軸線に対して斜めに傾いているため、ワーク４０の挿入孔４０Ｂをワーク支持棒２０の外周面に引っ掛けるようにしてワーク４０を保持することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク保持体と、
前記ワーク保持体に傾動可能に連結され、ワークに設けられた複数の挿入孔内に挿入可能に配設された複数のワーク支持棒と、
前記複数のワーク支持棒を、前記ワークの複数の挿入孔内に挿入した状態でその先端が互いに近づく方向または離れる方向に傾動させる駆動装置と、
を備えたことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
前記ワーク支持棒は、前記ワークの複数の挿入孔内に貫通可能な長さを有していることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
【請求項３】
前記ワーク支持棒は、先端に向かうに従って段階的に細くなる形状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車部品等のワークを保持して搬送するためのワーク保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車の製造工場において自動車部品等のワークを保持して次の組立ラインまで搬送するためのワーク保持装置が知られている。このようなワーク保持装置としては、例えばワークに設けられた孔にピンを挿入し、このピンの内部に収容したワーク保持体であるＬ字クランプをピンから出没させてワークの孔に引っ掛けたり、または孔から取り外したりすることで、ワークの保持・搬送を行うようにしたものが知られている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、他のワーク保持装置としては、一対のワーク挟持アームによりワークを両側から挟持し、懸垂して搬送する構成としたものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−５１９５６号公報（段落００２０〜００２７、図１）
【特許文献２】実開平６−１６３７８号公報（段落０００６〜００１３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のワーク保持装置は、Ｌ字クランプをピンから自動的に出没させるためにピンとＬ字クランプが取り付けられるホルダ内の構造が複雑化する上に、部品点数が増加するという問題がある。また、ワークに形成される孔が小径の場合は、Ｌ字クランプも孔に応じて小さく形成せざるを得ず、ワークの孔に対するＬ字クランプの引っ掛かり部分が少なくなって保持ミスをする場合があるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載のワーク保持装置は、一対のワーク挟持アームによりワークを両側から挟持する方式を採用しているため、ワークの外形よりもワーク保持装置が大きくなり、ワーク保持装置を小型化および軽量化するのが難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、部品点数を減らして構造を簡略化でき、かつ小型化、軽量化を図ることができるワーク保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、ワーク保持体と、前記ワーク保持体に傾動可能に連結され、ワークに設けられた複数の挿入孔内に挿入可能に配設された複数のワーク支持棒と、前記複数のワーク支持棒を、前記ワークの複数の挿入孔内に挿入した状態でその先端が互いに近づく方向または離れる方向に傾動させる駆動装置と、を備えたことを特徴とするワーク保持装置である。
【０００８】
請求項１に記載のワーク保持装置によれば、ワークをワーク保持装置を用いて保持するときには、まず、ワーク保持体を動かして複数のワーク支持棒をそれぞれワークに設けられた複数の挿入孔内に挿入する。次に、駆動装置により複数のワーク支持棒を、その先端が互いに近づく方向または離れる方向に傾動させ、この状態でワーク保持体を引き上げる。ここで、ワーク支持棒は挿入孔の軸線に対して斜めに傾いているため、ワークはワーク支持棒に対して上下動することがない。このため、ワークの挿入孔をワーク支持棒の外周面に引っ掛けるようにしてワークを保持することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、ワーク支持棒が、ワークの複数の挿入孔内に貫通可能な長さを有していることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置である。
【００１０】
請求項２に記載のワーク保持装置によれば、ワーク支持棒の先端でワークを引っ掛けるようにしてワークを確実に保持することができる。従って、ワークをワーク支持棒で安定して保持することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ワーク支持棒が、先端に向かうに従って段階的に細くなる形状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク保持装置である。
【００１２】
請求項３に記載のワーク保持装置によれば、ワーク支持棒が、先端に向かうに従って太さが段階的に細くなる形状であるから、例えば複数の挿入孔を大小異なる大きさをもって形成した場合でも、穴径の大きな挿入孔に対しては、ワーク支持棒のうち太さの大きな部分を挿入することができると共に、穴径の小さな挿入孔に対しては、ワーク支持棒のうち太さの小さな部分を挿入することができる。このように大小異なる大きさを有する挿入孔に対しても、ワーク支持棒を挿入孔内に確実に挿入することができ、ワーク支持棒によるワークの保持を安定して行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、詳述した通り、本発明によれば、ワーク保持体、ワーク支持棒および駆動装置等を用いることによりワーク保持装置全体の構造を簡略化して部品点数を削減できると共に、ワーク保持装置全体の小型化、軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るワーク保持装置を図１ないし図６の添付図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るワーク保持装置およびワークを示す正面図であり、図２は、ワーク保持装置およびワークを図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。図３は、ワーク支持棒をワークの挿入孔に挿入した状態を示す図１と同様位置からみた正面図であり、図４は、エアシリンダによりワーク支持棒を傾動させた状態を示す図１と同様位置からみた正面図である。図５は、図４中の支持棒およびワークを拡大して示す断面図であり、図６は、本実施の形態に係るシリンダ保持装置を用いてワークを保持した状態を図１と同様位置からみた正面図である。
【００１５】
図１において、ワーク保持装置１は、ワーク保持体１０、ワーク支持棒２０および駆動装置であるエアシリンダ３０によって概ね構成されている。
【００１６】
ワーク保持体１０は、図１に示すように、平板状をなすワーク保持板１１と、ワーク保持板１１の長手方向両側に離間してワーク保持板１１の下面から垂下して設けられた第１のブラケット１２，１２と、第１のブラケット１２，１２の下端から互いに接近するように水平方向内向きに延びた第２のブラケット１３，１３とを備えている。また、第２のブラケット１３は、その先端側が図２に示すように、二又状に分岐して支持棒取付部１３Ａ，１３Ａとなっている。そして、ワーク保持板１１の上面には、例えば搬送用ロボットのアーム２等がピン結合して取り付けられ、このアーム２によりワーク保持体１０は水平方向および垂直方向に移動可能になっている。
【００１７】
ワーク支持棒２０は、図１および図２に示すように、その下端側が下方に向けて２段階に縮径した段付きの円柱体として形成されている。そして、このワーク支持棒２０は、図２に示すように、その下端側に外径寸法ｄ１をもって形成された大径円柱部２０Ａと、外径寸法ｄ２（ｄ２＜ｄ１）をもって形成された小径円柱部２０Ｂとを有している。また、図５に示すように、ワーク支持棒２０の先端部は、先端に向かうに従って細くなる第１のテーパ部２０Ｃとなっている。さらに、大径円柱部２０Ａと小径円柱部２０Ｂとの間、および大径円柱部２０Ａの基端側には、それぞれワーク支持棒２０の先端に向かうに従って細くなる第２のテーパ部２０Ｄおよび第３のテーパ部２０Ｅが形成されている。また、ワーク支持棒２０は、その長さ方向中間部が第２のブラケット１３の支持棒取付部１３Ａ，１３Ａの間に連結ピン２１を介して傾動可能に連結されている。さらに、このワーク支持棒２０は、その上端側が連結ピン２２を介してエアシリンダ３０に回動可能に連結されている。そして、これら２本のワーク支持棒２０は、その端部を一方向（本実施の形態では下向き）に向けて並んで配設されている。
【００１８】
エアシリンダ３０は、図１に示すように、ワーク保持体１０の第１のブラケット１２とワーク支持棒２０との間でロッド３０Ｂが伸縮可能に設けられている。そして、このエアシリンダ３０は、一端側が第１のブラケット１２に固定して設けられたシリンダ３０Ａと、このシリンダ３０Ａ内で空圧により作動されるロッド３０Ｂとから概ね構成されている。また、エアシリンダ３０のロッド３０Ｂの他端側は、図２に示すように二又状に分岐して支持棒取付部３０Ｃ，３０Ｃとなり、この支持棒取付部３０Ｃ，３０Ｃの間には前記した連結ピン２２を介してワーク支持棒２０がピン結合されている。そして、エアシリンダ３０は、空圧により第１のブラケット１２とワーク支持棒２０との間で伸縮動作を行い、図４中に示す矢示ａ，ａ′方向へと伸長したときにワーク支持棒２０を図４中に示す矢示ｂ，ｂ′方向へと傾動させるものである。
【００１９】
符号「４０」は自動車部品等のワークを示し、このワーク４０の上板４０Ａには後記するようにワーク支持棒２０が挿入される挿入孔４０Ｂ，４０Ｂが穿設されている。ここで、挿入孔４０Ｂの穴径は図５に示すようにワーク支持棒２０の大径円柱部２０Ａの外径寸法ｄ１よりも僅かに大きく形成されている。
【００２０】
次に、このように構成されるワーク保持装置１の動作について説明する。
まず、搬送用のロボットのアーム２を動かしてワーク保持体１０を水平方向に移動させ、図１に示すように、ワーク支持棒２０の軸線がワーク４０の挿入孔４０Ｂの軸線と一致するように芯合わせを行う。
【００２１】
次に、図３に示すように、アーム２を動かしてワーク保持体１０を下方へと垂直に降下させ、ワーク支持棒２０の大径円柱部２０Ａと小径円柱部２０Ｂとをワーク４０の挿入孔４０Ｂ内に挿入する。
【００２２】
次に、図４に示すように、エアシリンダ３０のロッド３０Ｂをシリンダ３０Ａから矢示ａ，ａ′方向へと伸長させることにより、ワーク支持棒２０を矢示ｂ，ｂ′方向へと傾動させ、図５に示すように、ワーク支持棒２０の大径円柱部２０Ａの外周面をワーク４０の挿入孔４０Ｂの内周面に接触させる。
【００２３】
そして、最後に図６に示すように、アーム２を上方へと動かす。ここで、ワーク支持棒２０の大径円柱部２０Ａは挿入孔４０Ｂに対して斜めに傾いているため、図５に示すように、大径円柱部２０Ａ，２０Ａ間の最短距離Ａ−Ａ（ワーク支持棒Ａという）と、ワーク４０の挿入孔４０Ｂ，４０Ｂ間の最短距離Ａ′−Ａ′（ワークＡ′という）とは、ワーク支持棒Ａ＜ワークＡ′となる関係に設定される。そして、大径円柱部２０Ａ，２０Ａ間の最長距離Ｂ−Ｂ（ワーク支持棒Ｂという）と、ワーク４０の挿入孔４０Ｂ，４０Ｂ間の最長距離Ｂ′−Ｂ′（ワークＢ′という）とは、ワーク支持棒Ｂ＞ワークＢ′となる関係に設定される。この結果、ワーク４０は、ワーク支持棒２０に対して上下動することなく（がたつくことなく）、ワーク支持棒２０に対して安定して保持される。これにより、ワーク４０はワーク保持装置１と一体となって床５０から持ち上げられ、この状態でアーム２を例えば水平方向に動かすことにより、ワーク４０はワーク保持装置１に保持されて次の工程場所へと搬送される。
【００２４】
このように、本実施の形態では、ワーク支持棒２０の先端でワーク４０を引っ掛けるだけでワーク４０を確実に保持することができる。このため、前記特許文献１で述べたようにＬ字クランプ等を用いた複雑な構造を採用する必要がなくなり、ワーク保持装置１の部品点数を削減して構造を簡略化することができる。また、ワーク４０の挿入孔４０Ｂが小径の場合でも、大径円柱部２０Ａと小径円柱部２０Ｂのうち、小径円柱部２０Ｂを挿入孔４０Ｂ内に挿入してワーク支持棒２０を傾動させることにより、ワーク４０を安定して保持することができる。
【００２５】
従って、特許文献１で述べたようにＬ字クランプの引っ掛かり部分が少なくて保持ミスが生じるような不具合を解消でき、ワーク保持装置１の性能、信頼性等を高めることができる。また、このようにワーク支持棒２０の先端側に大径円柱部２０Ａと小径円柱部２０Ｂとを設けたことにより、ワーク４０の挿入孔４０Ｂの孔径が比較的大きな場合には挿入孔４０Ｂに大径円柱部２０Ａを挿入し、挿入孔４０Ｂの孔径が比較的小さな場合には挿入孔４０Ｂに小径円柱部２０Ｂを挿入することで、ワーク支持棒２０と挿入孔４０Ｂとの間のクリアランスを一定にでき、これによりワーク支持棒２０を傾動させるためのエアシリンダ３０のストロークを常に同一に設定することができ、エアシリンダ３０の操作性を高めることができる。
【００２６】
また、ワーク保持装置１は、ワーク４０の端部を挟持するのではなく、ワーク支持棒２０をワーク４０に設けられた挿入孔４０Ｂ内に挿入する構成としたので、前記特許文献２で述べたように、挟持アームをワークの外側からはみ出すように配置する必要がなくなり、ワーク保持装置１の小型化、軽量化を図ることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、ワーク支持棒２０，２０をそれぞれ別々のエアシリンダ３０，３０で作動させる構成とした場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、複数のワーク支持棒２０をリンク機構等を介して１個のエアシリンダのみで傾動させる構成としてもよい。
【００２８】
また、本実施の形態では、第１のブラケット１２をワーク保持板１１に固定して取り付ける場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、ワーク４０に穿設される挿入孔４０Ｂの取付位置に応じてワーク保持板１１に対する第１のブラケット１２の取付位置をサーボモータ等を用いて可変にしてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、ワーク支持棒２０は円柱状に形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、ワークの挿入孔に合わせてワーク支持棒２０の横断面形状を変更してもよく、例えば多角形断面にしてもよい。
【００３０】
また、本実施の形態では、ワーク支持棒２０の本数を２本に設定する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば３本以上にしてもよい。
【００３１】
さらに、ワーク保持装置１でワーク４０を保持するときに、ワーク支持棒２０とワーク４０の挿入孔４０Ｂとの間で発生する摩擦力を高めるために、ワーク支持棒２０とワーク４０の挿入孔４０Ｂとの接触面にローレット等の滑り止めの加工を施してもよい。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、駆動装置をエアシリンダ３０で構成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、油圧シリンダで構成してもよいし、モータ等で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態に係るワーク保持装置およびワークを示す正面図である。
【図２】ワーク保持装置およびワークを図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。
【図３】ワーク支持棒をワークの挿入孔に挿入した状態を図１と同様位置からみた正面図である。
【図４】エアシリンダによりワーク支持棒を傾動させた状態を図１と同様位置からみた正面図である。
【図５】図４中の支持棒およびワークを拡大して示す断面図である。
【図６】実施の形態に係るシリンダ保持装置を用いてワークを保持した状態を図１と同様位置からみた正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      ワーク保持装置
１０    ワーク保持体
２０    ワーク支持棒
３０    エアシリンダ（駆動装置）
４０    ワーク
４０Ｂ  挿入孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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